力学实验网络预习平台的构建

钟友坤

河池学院物理与机电工程学院

力学实验网络预习平台的构建

钟友坤

河池学院物理与机电工程学院

构建力学实验网络预习平台，旨在拓宽学生操作实体实验的预习视野，间接地对实体力学实验室起到优化与完善的作用，有效地促进了力学实验教学的改革与发展。

构建；力学；实验；网络平台

引言

当今，计算机信息技术的日新月异，数字化、网络化、多媒体化的信息技术越来越广泛地应用于教育领域，正在逐渐地改变着高校的教育教学方式[1]。在对实体力学实验室不断优化与完善的基础上，搭建力学实验预习网络平台，将成为力学实验有效的教学创新方式与手段，学生通过利用平台自主网上进行实验预习，大大减轻实验教师的课前辅导时间，有效促进力学实验课程的教学改革与发展。

1 网络平台需求分析

利用计算机构件技术，把力学实验预习相关教学资源构建为网络平台，并植入到校园网中，方便师生在进行实体实验之前全方面预习。平台的设计界面友好、移植性强、综合设计性强，能够实现力学实验教学资源的网络重现功能。

2 网络平台组件功能

通过对物理学专业师生的调查分析，力学实验网络预习平台包括四个组件：实验绪论组件、实验内容组件、实验课件组件、实验指导组件。

2.1 实验绪论组件

力学实验网络预习平台首个组件为实验绪论组件，该组件由以下六个构件组成，分别为课程性质、测量方法、误差理论、图表数据、组合测量方法及仪器选择要求。

课程性质列举了力学实验开设的重要性与必要性，教学任务与基本要求。测量方法介绍了测量的概念、分类和常用的测量方法，如比较法、放大法、转换法、模拟法、补偿法、平衡法[2]等。误差理论介绍了数据的有效数字及舍入规则，真实值与测量值的关系，误差类型，各类误差的来源及消除方法，不确定度的确定等。图表数据介绍了用图或表的形式来表示实验数据的步骤及方法。组合测量方法介绍了图解法、最小二乘法、逐差法等，方便进行实验数据的处理。仪器选择要求对实验仪器的选择在量程、精确度、实验环境等方面做出了具体的要求。

2.2 实验内容组件

实验内容组件对开设的14个力学实验进行详细介绍。包括以下几个构件：实验简介、实验要求、仪器用具、实验装置、实验原理、前后置思考题。

实验简介介绍实验的开设背景及开设环境，影响实验的因素以及实验中拟采用的方法等。实验要求则从实验仪器的掌握程度、实验误差分析的精确度等方面做出定性要求，并在此基础上对实验开设的能力培养做出相关要求。仪器用具则列举了实验中用到的仪器及设备，以及相关的日常用具。实验简介、实验要求和仪器用具平台只做简单介绍，目的是为了给学生留有更多独立思考的余地，比如设计性实验的仪器选择等，不仅仅是选择所罗列的实验用具，还可以从学生身边的日常用品来选择，这样有利于培养学生独立思考的思维能力。实验装置做详细介绍，主要介绍实验中主导仪器设备，以图表的形式标注仪器设备各部件的名称、结构组成、读数方法等。实验原理介绍选用适当的仪器开展实验必需测量的测量值、仪器的有效读数、不确定度分析、公式原理实验修正等方面。前后置思考题突出预习思考题和实验课后思考题，预习思考题给学生相关实验提示，以便在实验中侧重某些力学物理量的测量以及实验方法的正确选等，实验课后思考题则列举出相关实验拓展的问题或影响本实验的相关要素，方便学生在撰写实验报告时进行实验误差分析，或在进行设计性力学实验里需要考虑的相关要素，培训学生综合分析的能力。

2.3 实验课件组件

实验课件组件主要以PPT的形式出现在平台中，方便学生下载学习。PPT包括了14个力学实验的实验教学，还增加了结论PPT和误差分析PPT等，幻灯片文件以图文并茂的方式全面介绍每个实验的详细资料。平台提供师生下载入口，要求输入下载密码才能下载，下载后同样需要输入密码才能打开PPT。

2.4 实验指导组件

实验指导组件主要是指导学生进行力学实验的实质性指导内容自学材料，同时为学生的设计性实验提供设计方案。平台为14个力学实验提供了以下几个构件：实验目的与内容、实验关键技术、数据处理方法[2]、相关设计性实验。

实验目的与内容与实验内容组件相同，不做具体介绍，但是在此将对每一个力学实验的步骤进行详细介绍，以指导学生按步骤完成每一个实验。实验关键技术着重分析了各个实验仪器在使用过程中要注意的问题，仪器常见故障分析，实验现象分析等问题。数据处理方法中列出了每个力学实验所需要图和表，并提出优化的数据处理方法与误差分析方法。相关设计性实验则在验证性实验的基础上，提出基于本实验的设计性实验方案，供有能力的学生参考，有利于培养和提高学生从事科学实验的综合分析与设计能力。

3 实验平台的构建与优化

力学实验网络预习平台植入到校园网“教育教学”下的“课程程建设”栏目下，成为《力学》精品课程的一个子系统。教师利用工号登录平台，学生利用学号登录平台。平台的开发，不但扩充了《力学》精品课程的课程资源，而且优化了教学资源结构，能够为师生传播最新的课程教学观念与教学信息，创造了教育技术现代化的校园环境，是以学生为本的现代教育对教学理念和教学过程的分析和反思提供了素材[3]。

4 结束语

力学实验网络预习平台的构建，需要不断改进与优化，需要系统管理员对力学实验资源的不定期添加，适时更新，同时也需要各环节与节点的有效无缝对接，也涉及到软硬件系统的维护问题，可以说，它是一项系统工程。所以，在进行《力学》精品课程网站建设中，同时对平台资源进行更新，是力学实验网络预习平台得以合理维护与不断优化的良策。

[1]晏秋.信息环境下高校本科教学数字化途径研究[J].西南交通大学学报：社会科学版,2010，11（4）：86-89.

[2]许敏明,蒙成举.力学实验学习指导书[M].桂林：广西师范大学出版社,2011.08：1-4.

[3]王德利,汤海峰,孟威,孟庆繁,滕利荣.数字化实验教学平台的构建[J].实验技术与管理,2014.12（31）：152-154.

钟友坤（1977-），男，汉族，广西岑溪市人，本学科历，硕士学位，高级实验师，河池学院，研究方向：机械力学设计。